LBO-Kristall

LBO (Lithiumtriborat – LiB3O5) ist heute das am häufigsten verwendete Material für die Erzeugung der zweiten Harmonischen (SHG) von 1064-nm-Hochleistungslasern (als Ersatz für KTP) und die Summenfrequenzerzeugung (SFG) von 1064-nm-Laserquellen, um UV-Licht bei 355 nm zu erzeugen .
LBO ist für SHG und THG von Nd:YAG- und Nd:YLF-Lasern phasenanpassbar, wobei entweder Typ-I- oder Typ-II-Wechselwirkungen verwendet werden.Für das SHG bei Raumtemperatur kann eine Phasenanpassung vom Typ I erreicht werden und weist den maximalen effektiven SHG-Koeffizienten in den Hauptebenen XY und XZ in einem breiten Wellenlängenbereich von 551 nm bis etwa 2600 nm auf.Es wurden SHG-Umwandlungseffizienzen von mehr als 70 % für gepulste und 30 % für kontinuierliche Nd:YAG-Laser sowie eine THG-Umwandlungseffizienz von über 60 % für gepulste Nd:YAG-Laser beobachtet.
LBO ist ein ausgezeichneter NLO-Kristall für OPOs und OPAs mit einem weit abstimmbaren Wellenlängenbereich und hohen Leistungen.Es wurde über diese OPO und OPA berichtet, die durch das SHG und THG des Nd:YAG-Lasers und des XeCl-Excimer-Lasers bei 308 nm gepumpt werden.Die einzigartigen Eigenschaften der Phasenanpassung vom Typ I und Typ II sowie des NCPM lassen einen großen Raum in der Forschung und Anwendung von OPO und OPA von LBO.
Vorteile:
• Breiter Transparenzbereich von 160 nm bis 2600 nm;
• Hohe optische Homogenität (δn≈10-6/cm) und frei von Einschlüssen;
• Relativ großer effektiver SHG-Koeffizient (ungefähr dreimal so hoch wie der KDP);
• Hohe Schadensschwelle;
• Großer Akzeptanzwinkel und kleiner Walk-Off;
• Nichtkritische Phasenanpassung Typ I und Typ II (NCPM) in einem breiten Wellenlängenbereich;
• Spektrales NCPM nahe 1300 nm.
Anwendungen:
• Mehr als 480 mW Leistung bei 395 nm werden durch Frequenzverdoppelung eines 2 W modengekoppelten Ti:Saphir-Lasers (<2 ps, 82 MHz) erzeugt.Der Wellenlängenbereich von 700–900 nm wird von einem 5 x 3 x 8 mm3 großen LBO-Kristall abgedeckt.
• Durch SHG eines gütegeschalteten Nd:YAG-Lasers in einem 18 mm langen LBO-Kristall vom Typ II wird eine grüne Leistung von über 80 W erzielt.
• Die Frequenzverdopplung eines diodengepumpten Nd:YLF-Lasers (>500 μJ bei 1047 nm, <7 ns, 0–10 kHz) erreicht eine Umwandlungseffizienz von über 40 % in einem 9 mm langen LBO-Kristall.
• Die VUV-Ausgabe bei 187,7 nm wird durch Summenfrequenzerzeugung erhalten.
• Ein beugungsbegrenzter Strahl mit 2 mJ/Puls bei 355 nm wird durch Frequenzverdreifachung innerhalb des Hohlraums mit einem gütegeschalteten Nd:YAG-Laser erhalten.
• Eine recht hohe Gesamtumwandlungseffizienz und ein abstimmbarer Wellenlängenbereich von 540–1030 nm wurden mit OPO erreicht, das bei 355 nm gepumpt wurde.
• Es wurde über Typ-I-OPA berichtet, der bei 355 nm gepumpt wird und einen Pump-zu-Signal-Energieumwandlungswirkungsgrad von 30 % aufweist.
• NCPM-OPO vom Typ II, das mit einem XeCl-Excimerlaser bei 308 nm gepumpt wird, hat einen Umwandlungswirkungsgrad von 16,5 % erreicht, und mit verschiedenen Pumpquellen und Temperaturabstimmung können mäßig abstimmbare Wellenlängenbereiche erreicht werden.
• Unter Verwendung der NCPM-Technik wurde auch beobachtet, dass OPA vom Typ I, das durch das SHG eines Nd:YAG-Lasers bei 532 nm gepumpt wurde, einen weiten abstimmbaren Bereich von 750 nm bis 1800 nm durch Temperaturabstimmung von 106,5 °C bis 148,5 °C abdeckt.
• Durch die Verwendung von NCPM-LBO vom Typ II als optischer parametrischer Generator (OPG) und kritisch phasenangepasstem BBO vom Typ I als OPA wurden eine schmale Linienbreite (0,15 nm) und eine hohe Pump-zu-Signal-Energieumwandlungseffizienz (32,7 %) erzielt wenn es von einem 4,8 mJ, 30 ps Laser bei 354,7 nm gepumpt wird.Der Wellenlängenabstimmungsbereich von 482,6 nm bis 415,9 nm wurde entweder durch Erhöhung der Temperatur von LBO oder durch Rotation von BBO abgedeckt.